Niezależne od zmian ciśnienia zawory równoważąco-regulacyjne (PIBCV)

Podobne dokumenty
Technote. Sterownik Frese DELTA T. Opis. Działanie. Zastosowanie. Cechy. Zalety.

Technote. Frese EVA Automatyczny ogranicznik przepływu z zaworem dwudrogowym. Zastosowanie. Zalety. Cechy. wyposażone w siłowniki.

Wielofunkcyjny zawór automatyczny regulator ciśnienia różnicowego AB-PM

1zawór zamiast trzech do regulacji ciśnienia, przepływu oraz regulacji strefowej w instalacjach c.o.

Regulator różnicy ciśnień (PN 16) AVPL - montowany na powrocie, z regulacją nastawy

Technote. Frese STBV FODRV DN15 - DN300 Statyczne zawory równoważące ze zintegrowaną kryzą pomiarową. Opis. Zastosowanie. Działanie. Zalety.

Technote. Frese STBV FODRV DN15 - DN300 Statyczne zawory równoważące ze zintegrowaną kryzą pomiarową. Opis. Zastosowanie. Działanie. Zalety.

Frese STBV VODRV DN15 - DN500 Statyczne zawory równoważące z króćcami pomiarowymi

1zawór zamiast trzech do regulacji ciśnienia, przepływu oraz regulacji strefowej w instalacjach c.o.

Energooszczędne Rozwiązania. Poradnik Regulacja wodnych systemów klimatyzacji i ogrzewania.

Grupy pompowo-mieszające FHM-Cx dla ogrzewania podłogowego

Frese STBV VODRV DN15 - DN500 Statyczne zawory równoważące z króćcami pomiarowymi

Upustowy regulator wydajności, typu CPCE z mieszaczem LG CHŁODNICTWO I KLIMATYZACJA. Dokumentacja techniczna

Technote. Frese SIGMA Compact Automatyczny ogranicznik przepływu. Opis. Zastosowanie. Działanie. Zalety. Cechy.

Wielofunkcyjny automatyczny zawór równoważący AB-PM zawór DN 10-32, PN 16

Technote. Frese PV-SIGMA Compact Zawory regulacyjne przepływu i ciśnienia. Opis. Zastosowanie. Zasada działania. Cechy. Zalety.

Katalog techniczny 17

Zawory z gniazdem (PN 16) VS 2 Dwudrogowe zawory, gwint zewnętrzny

Ręczne zawory równoważące MSV-F2, PN 16/25, DN

Regulator przepływu z zaworem regulacyjnym (PN 16) AVQM - na powrót i na zasilanie

Technote. Frese PV-SIGMA Compact Zawory regulacyjne przepływu i ciśnienia. Opis. Zastosowanie. Zasada działania. Cechy. Zalety.

DA 50. Regulator różnicy ciśnienia ENGINEERING ADVANTAGE

Napędy termiczne ABNM A5 LOG/LIN 0-10V

Wielofunkcyjny kombinowany regulator bezpośredniego działania AVTI

Regulator ciśnienia skraplania, typ KVR i NRD CHŁODNICTWO I KLIMATYZACJA. Dokumentacja techniczna

4. SPRZĘGŁA HYDRAULICZNE

Wielofunkcyjny automatyczny zawór równoważący AB-PM zawór DN 10-32, PN 16

Ciepłownictwo. Projekt zbiorczego węzła szeregowo-równoległego, dwufunkcyjnego, dwustopniowego

Automatyka i sterowania

Regulator ciśnienia ssania, typu KVL REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING. Dokumentacja techniczna

Regulator przepływu (PN 25) AVQ - na powrót i na zasilanie

Regulator ciśnienia skraplania, typ KVR i NRD REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING. Dokumentacja techniczna

DA 516, DAF 516. Regulator różnicy ciśnienia ENGINEERING ADVANTAGE

Napędy termiczne ABNM-LOG/LIN 0-10V

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE. Zawory termostatyczne do wody chłodzącej typu FJVA. Broszura techniczna

RET2000 B/M/MS. Cyfrowy termostat pokojowy z wyświetlaczem LCD Podręcznik użytkownika

Zawórtrójdrogowy: a) mieszający, b) rozdzielający

Technote. Frese OPTIMA Compact DN50-DN300 Zawór równoważący i regulacyjny niezależny od ciśnienia. Zastosowanie. Zalety. Cechy.

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Sterowanie odbiornikiem hydraulicznym z rozdzielaczem typu Load-sensing

Precision made easy. Ballorex Dynamic. Automatyczny zawór równoważąco-regulacyjny

Automatyczny regulator natężenia przepływu z wkładem z polimeru

Instalacja z zaworem elektronicznym EEV dla TELECOM Italia

DA 50. Regulatory różnicy ciśnień Regulator różnicy ciśnień z regulacją nastawy DN 32-50

Ciesz się doskonałym wzornictwem i oszczędnością energii

Zawory równoważące i regulacyjne do małych odbiorników

Regulator różnicy ciśnienia z ograniczeniem przepływu maksymalnego

Technote. Frese OPTIMA Compact DN50-DN300 Zawór równoważący i regulacyjny niezależny od ciśnienia. Zastosowanie. Zalety. Cechy.

Regulator przepływu (PN 16) AVQ - na powrót i na zasilanie

Nowe sposoby równoważenia systemów dwururowych

Katalog techniczny 17

Zawory pilotowe Danfoss

Technote. Frese ALPHA DN15 - DN800 Automatyczny ogranicznik przepływu. Zastosowanie. Zalety. Cechy.

PM 512. Zawory nadmiarowo-upustowe Regulator nadmiarowo upustowy

Chłodzenie naturlane w całorocznym przygotowaniu czynnika ziębniczego

Temat: Systemy do precyzyjnej regulacji temperatury w obiektach chłodzonych o dużej i małej pojemności cieplnej.

Ćwiczenie laboratoryjne z Ogrzewnictwa i Wentylacji. Ćwiczenie Nr 12. Temat: RÓWNOWAśENIE HYDRAULICZNE INSTALACJI

Zawory równoważące USV-S

KTCM 512. Zawory równoważące i regulacyjne do małych odbiorników Niezależny od ciśnienia zawór równoważący i regulacyjny (PIBCV)

Niezależny od ciśnienia zawór równoważący i regulacyjny (PIBCV)

Każdy z nich wymaga odpowiedniego układu, w którym zachodzą procesy jego przygotowania, transportu oraz odprowadzenia ciepła.

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE. Control do regulacji valve ciśnienia parowania KVS 15 REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING DIVISION

RET1000 B/M/MS. Elektroniczny termostat pokojowy Podręcznik użytkownika

Reduktor ciśnienia (PN 25) AVD - do instalacji wodnych AVDS - do instalacji parowych

Zawory do klimakonwektorów serii

Przewodnik po funkcjach GOLD wersja E/F SMART Link DX

Regulator różnicy ciśnień z ograniczeniem przepływu (PN 25) AVPB - nastawa zmienna AVPB-F - stała nastawa

Zawory równoważące serii SRV/SRVOL

Dlaczego pompa powinna być "inteligentna"?

REGULACJA / ZAWORY DWUDROGOWE

Technote. Frese MODULA Direct Zestaw z obejściem. Opis. Zastosowanie. Zalety. Cechy.

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE. Coolselector. Podręcznik użytkownika REFRIGERATION & AIR CONDITIONING DIVISION

Zawory termostatyczne do wody chłodzącej

PROCEDURA DOBORU POMP DLA PRZEMYSŁU CUKROWNICZEGO

Regulator nadmiarowy ciśnienia z funkcją bezpieczeństwa SAVA (PN 25)

Literatura: 1. Chmielnicki W.: Regulacja automatyczna urządzeń ciepłowniczych. Warszawa Ross H.: Zagadnienia hydrauliczne w instalacjach

Imię i nazwisko... Numer indeksu:... Gr:B. Uzupełnić elementy automatyki centrali oraz określić ilość i rodzaj sygnałów sterownika DDC.

Technote. Frese PV Compact DN50-DN200 Regulator ciśnienia różnicowego. Opis. Zastosowanie. Działanie. Zalety. Cechy.

DA 516, DAF 516. Regulatory różnicy ciśnienia Nastawialna Δp

TBV-CM. Zawory równoważące i regulacyjne do małych odbiorników Z regulacją płynną

Hycocon AV9. Armatura Premium. Dane techniczne

Zawór równoważący do małych przepływów (niskie Kv)

Zawór równoważący i regulacyjny do odbiorników końcowych z regulacją płynną

Ocena techniczna systemu FREE COOLING stosowanego w agregatach wody lodowej dla systemów klimatyzacji.

WYKORZYSTANIE CIEPŁA ODPADOWEGO za pomocą parowego nawilżacza powietrza zasilanego gazem Condair GS Nawilżanie powietrza i chłodzenie przez parowanie

Regulator upustowy ciśnienia AVA (PN 25)

Siłowniki sterowane sygnałem analogowym AME 10, AME 20, AME 30 AME 13, AME 23, AME 33 - z funkcją powrotu sterowaną sprężynowo

Prezentacja produktu SPINSAVER 1 SPINSAVER ITA, R5P

Acvatix doskonale zaprojektowane i zapewniające wysoką efektywność energetyczną zawory Kombi

STAD-R. Zawory równoważące DN do małych przepływów (niskie Kv)

DAL 516. Regulatory różnicy ciśnienia Z ograniczeniem przepływu maksymalnego

Zawór równoważący zredukowana wartość Kv

Zawór równoważący do małych odbiorników końcowych

Jak prawidłowo ustawić krzywą grzewczą w regulatorze calormatic 470?

Regulator temperatury (PN 25) AVT / VGU - gwint zewnętrzny AVT / VGUF - kołnierz

REGULACJA / 2-DROGOWE

TBV. Zawory równoważące Zawór równoważący do małych odbiorników końcowych

Regulator różnicy ciśnień (PN 16) AVP - na powrót lub zasilanie, nastawa zmienna AVP-F - na powrót, nastawa stała

Technote. Siłowniki dla zaworów Frese OPTIMA Compact DN10-DN32. Zastosowanie. Cechy siłownika elektrotermicznego. Cechy siłownika elektromechanicznego

5.1 Ballorex Venturi Ballorex Vario Ballorex Basic Ballorex Dynamic Ballorex Thermo

Transkrypt:

Niezależne od zmian ciśnienia zawory równoważąco-regulacyjne (PIBCV) We współczesnym świecie większość budynków o charakterze komercyjnym cechuje się bardzo małym obciążeniem po godzinach pracy biur, obłożenia pokoi hotelowych czy w weekendy. Specyfika tych obiektów jest powodem wymiernych trudności zwiazanych z prowadzeniem efektywnego i energooszczędnego równoważenia i regulacji systemów wodnego ogrzewania oraz chłodzenia. Do analizy pracy systemu wodnego ogrzewania i chłodzenia w tym artykule posłużmy się budynkiem 10 kondygnacyjnym, w którym pomieszczenia są użytkowane od rana do późnego popołudnia. Jeśli w godzinach wieczornych jedno z pięter jest dłużej użytkowane, wówczas centralna wentylacja, która w normalnych warunkach doprowadza uzdatnione powietrze do całego budynku, musi pracować tylko dla jednego piętra. Wymagania nowoczesnych budynków nie dopuszczają stosowania dodatkowych urządzeń klimatyzacji indywidualnej, które byłyby widoczne na zewnątrz budynku. Rys. 1. Przykładowe wymagane obciążenie budynku Dlatego w tej sytuacji prowadzenie oddzielnej mniejszej instalacji klimatyzacji jest raczej niemożliwe. System zmiennoprzepływowy w obiegu pierwotnym wody lodowej (VPF) System zmiennoprzepływowy w obiegu pierwotnym wody lodowej (VPF) po raz pierwszy został zaprezentowany w 1990 r. System ten jest alternatywą dla powszechnie stosowanych systemów ze stałym przepływem w obiegu pierwotnym oraz zmiennym przepływem w obiegu wtórnym. Wzrastające zainteresowanie efektywnością energetyczną instalacji HVAC spowodowało, iż niektórzy inżynierowie zaczęli dochodzić do wniosku, że system zmiennoprzepływowy w obiegu pierwotnym wody lodowej może pracować dużo lepiej przy bardzo niskim obciążeniu instalacji. Generalnie, system ten posiada niższe koszty inwestycyjne jak również koszty eksploatacyjne w porównaniu do systemu ze stałym przepływem w obiegu pierwotnym oraz zmiennym przepływem w obiegu wtórnym. Oszczędności inwestycyjne: 1) Brak pompy w obiegu wtórnym; 2) Nie ma konieczności przełączania agregatów; 3) Mniej połączeń hydraulicznych; 4) Mniej połączeń elektrycznych; 5) Wymagana mniejsza przestrzeń; 6) Mniejsze wymiary na by-passie. Rys. 2. Agregat wody lodowej chłodzony wodą Oszczędności eksploatacyjne: 1) Pompy o regulowanej prędkości obrotowej; 2) Sprężarki ze zmienną prędkością obrotów/ilość sprężarek/ilość agregatów; 3) Wydajna praca agregatu chłodniczego nawet przy zmiennym obciążeniu. Z powyższych zalet oczywiście możemy skorzystać, jednakże występują pewne ograniczenia, które są wysoce uzależnione od skuteczności regulacji i równoważenia instalacji. Na rysunku 3 przedstawiony został typowy układ systemu zmiennoprzepływowego w obiegu pierwotnym wody lodowej. W układzie tym możemy wyróżnić: 1) Zawór regulacyjny do regulacji temperatury w pomieszczeniu; 2) Zawór regulacyjny dla zapewnienia minimalnego przepływu w zmiennym obiegu agregatu chłodniczego; 3) Cyfrowy przepływomierz;

4) Czujnik ciśnienia różnicowego; 5) Zanurzeniowy czujnik temperatury wody; 6) Pompa ze zmienna prędkością obrotową; 7) Zawór odcinający z napędem w celu zabezpieczenia przed napływem czynnika z innej pompy przy małym obciążeniu instalacji; 8) Ręczny zawór równoważący/ Ogranicznik przepływu czyli automatyczny zawór równoważący. Uwaga: Ogranicznik przepływu, czyli automatyczny zawór równoważący nie jest zalecany do stosowania razem z zaworem regulacyjnym (1) sterowanym sygnałem analogowym, ponieważ ich charakterystyki działają przeciwko sobie, stąd też: 1) Zawór regulacyjny sterowany sygnałem analogowym = regulacja przepływu w celu utrzymania stałej temperatury; 2) Ogranicznik przepływu = Kryza regulacyjna w celu utrzymania stałego przepływu. Uwaga: Im dłuższy przewód podłączeniowy, tym większe straty sygnału napięciowego. Kiedy występują straty sygnału analogowego, zakres regulacji zmniejsza się. Jeśli zatem zakładamy, że zakres regulacji 0-10 VDC odpowiada 0-100% wartości ciśnienia, to może się okazać, że w rzeczywistości sygnał wejściowy jest w zakresie 0-9 VDC, co jest spowodowane przez stratę na długim odcinku przewodu. W taki przypadku musi zostać wykonana kalibracja, aby uzyskać odpowiednie wartości dla sygnału w zakresie 0-9 VDC jako 0-100% zakresu pracy pompy. Rys. 3. Schemat systemu zmiennoprzepływowego w obiegu pierwotnym wody lodowej Czujnik do pomiaru ΔP pompy w zmiennoprzepływowym obiegu pierwotnym Czujnik pomiaru ΔP pompy, to rozwiązanie powszechnie stosowane w większości systemów o zmiennym przepływie. Szczególnie typowe jest zastosowanie w obiegu dystrybucyjnym zaworów ręcznych oraz zaworów regulacyjnych. W większych instalacjach ręczne zawory równoważące mogą być stosowane na pionach, odgałęzieniach w celu umożliwienia równoważenia metodą proporcjonalną. Czujnik do pomiaru ΔP pompy w zmiennoprzepływowym obiegu pierwotnym daje następujące korzyści: 1) Łatwa lokalizacja awarii; 2) Krótszy przewód podłączeniowy; 3) Nie ma potrzeby kalibracji czujnika ΔP. Podczas częściowego obciążenia systemu (rys. 5.), nawet w najdalej położonym obiegu wartość ΔP staje się stosunkowo bliska wysokości podnoszenia pompy. W takiej sytuacji charakterystyka zaworu regulacyjnego zostaje zniekształcona w stosunku do zaprojektowanej. Kiedy zawór regulacyjny zmienia swój autorytet, odpowiedź na zmianę temperatury będzie niestabilna i niedokładna. W większości przypadków, układ będzie dążył do osiągnięcia żądanej temperatury, ale średnia wartość przepływu będzie większa niż jest to konieczne. Jeżeli w systemie występują tak duże nadprzepływy, wówczas wymiana ciepła przez chłodnicę jest nieefektywna. Większość czynnika przepływa przez chłodnicę z dużą prędkością przez co nie zachodzi efektywna wymiana ciepła. Zjawisko to jest znane jako syndrom niskiego ΔT. Syndrom niskiego ΔT powoduje, że agregaty chłodnicze nie będą pracowały prawidłowo oraz może nie pracować ich odpowiednia ilość, ponieważ nie będzie odpowiedniej różnicy temperatur. Rys. 4. Rozkład ciśnień przy pełnym obciążeniu systemu Rys. 5. Częściowe obciążenie systemu

Rys. 6. Nadwyżka ciśnienia odłożona na zaworze regulacyjnym przy częściowym obciążeniu system Rys. 7. Rozkład ciśnień w układzie VPF z czujnikiem do pomiaru ΔP na najbardziej oddalonym odbiorniku przy pełnym obciążeniu systemu Rys. 8. Tradycyjne ustawienie zaworów przy częściowym obciążeniu z czujnikiem do pomiaru ΔP na najbardziej oddalonym odbiorniku Rys. 9. Schemat systemu VPF z zaworami PIBCV Odkładanie ΔP w stosunku do natężenia przepływu Jeżeli przyjmiemy obciążenie chłodnicze na poziomie 70%, wówczas wymagany przepływ to około 40%. W przypadku, kiedy przepływ osiągnie 40% to spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnym wynosi 84%, zaś 16% pozostaje na połączeniach (rys. 6.). Jak widać, nieduże zmiany obciążenia chłodniczego powodują duże przeniesienie strat z połączeń na zawór regulacyjny. Przez większość czasu zapotrzebowanie na chłód jest w okolicach 80% lub poniżej w zależności od wielkości oraz wydajności wymienników ciepła. Jeżeli projekt jest wykonany zgodnie z obowiązującymi normami to nie jest przewymiarowany tylko policzony dla warunków projektowych. Czujnik do pomiaru ΔP na najbardziej oddalonym odbiorniku Przy tym sposobie regulacji czujnik do pomiaru ΔP instalowany jest na odbiorniku o największym oporze. Odbiornik ten jest określany jako: odbiornik krytyczny lub odbiornik referencyjny. Praktyka ta umożliwia zmieniać prędkość pompy proporcjonalnie do wysokości podnoszenia pompy. Teraz kiedy wiemy, że wysokość podnoszenia pompy będzie się zmieniać w zależności od obciążenia instalacji, niemożliwym jest żeby ręczne zawory równoważące reagowały na te zmiany. Na przykład, w obiegu 1 ręczny zawór równoważący został dobrany dla spadku ciśnienia 230kPa przy pełnym obciążeniu instalacji. Przy częściowym obciążeniu dostępne ΔP w obiegu wynosi tylko 80kPa. Stąd, ręczny zawór równoważący stanowi większy opór niż jest potrzebny, podczas gdy odbiornik wymaga pełnego przepływu. Powoduje to niedostateczny przepływ przy częściowym obciążeniu. Projektanci najbardziej obawiają się niedostatecznych przepływów, które bezpośrednio wpływają na osiągnięcie głównych założeń jakimi jest komfort i wydajność. Zawory PIBCV w systemie zmiennoprzepływowym w obiegu pierwotnym wody lodowej Na rysunku 9 przedstawiony został najczęściej projektowany układ zmiennoprzepływowy z zaworami PIBCV, gdzie: 1) PIBCV charakterystyka logarytmiczna (wymiana ciepła: woda-powietrze) 2) PIBCV charakterystyka liniowa (bez wymiany ciepła) 3) Cyfrowy przepływomierz 4) Czujnik ciśnienia różnicowego 5) Zanurzeniowy czujnik temperatury wody 6) Pompa ze zmienna prędkością obrotową 7) Zawór odcinający z napędem w celu zabezpieczenia przed napływem czynnika z innej pompy przy małym obciążeniu instalacji Porównując go ze schematem na rysunku 3 możemy zauważyć brak ręcznego zaworu równoważącego (ogranicznika przepływu czyli automatycznego zaworu równoważącego poz. 8). W tym przypadku nie jest on wymagany, ponieważ PIBCV pełni również rolę zaworu równoważącego.

Rys. 10. Niezależny od ciśnienia zwór równoważąco-regulacyjny (PIBCV) Rys. 11. Zamknięta pętla regulacji systemu klimatyzacji (ACMV) Rozwiązanie dedykowane dla nowoczesnych instalacji zmiennoprzepływowych Na rysunku 10 przedstawiono budowę zaworu PIBCV, który zapewnia równoważenie i regulację na najwyższym poziomie. Zawór równoważąco-regulacyjny posiada wbudowany regulator ciśnienia, który utrzymuje charakterystykę zaworu regulacyjnego na stałym poziomie, zapewniając w ten sposób niezmienny autorytet zaworu na poziomie 1. W połączeniu z odpowiednim napędem zawór posiada możliwość zmiany krzywej charakterystyki (nastawa wartości alfa), aby dopasować do istniejącej nieliniowej charakterystyki wymiennika, a w rezultacie otrzymując liniową charakterystykę regulacji. Liniowość oznacza stabilność i dokładność. Połączenie PIBCV z innymi elementami Każdy odrębny obiekt w systemie posiada własną charakterystykę. Prawidłowy dobór odpowiednich elementów układu regulacji, z odpowiednimi nastawami powoduje prawidłową odpowiedź regulatora. Nie tylko prawidłowa odpowiedź regulatora jest atutem, ale też oszczędność energii. Zrozumienie podstaw algorytmu sterowania pomaga jeszcze bardziej zoptymalizować system wody lodowej. Przykładowo, zadana temperatura na wyjściu z agregatu powoduje zmniejszenie temperatury w celu zmniejszenia przepływu. Analiza obciążenia agregatów może być stosowana w celu określenia wartości zadanej na wyjściu. W instalacji, w której są np. 4 identyczne agregaty połączone równolegle, trzy agregaty pracujące średnio są obciążone na poziomie 60% każdy. Wartość temperatury zadanej na agregacie może być obniżona w celu zwiększenia obciążenia agregatów, co umożliwi zmniejszenie średniej prędkości przepływu. Na rysunku 12 przedstawiono elastyczną zmianę krzywej regulacji napędu, która może być dopasowana do charakterystyki wymiennika. Większość napędów dostępnych na rynku posiada liniową charakterystykę regulacji oraz logarytmiczną charakterystykę zaworu. Przy różnych temperaturach wody przepływającej przez wymiennik ciepła charakterystyki te mogą być nie dopasowane. Zostanie to dokładniej omówione w dalszej części. Autorytet zaworu regulacyjnego Autorytet zaworu regulacyjnego można obliczyć na podstawie zależności: Pz 100 różnica ciśnienia na zaworze całkowicie otwartym Pz 0 różnica ciśnienia na zaworze całkowicie zamkniętym. Większość producentów wytwarza dwa rodzaje zaworów regulacyjnych z różnymi typami charakterystyk, przedstawionych na rys. 13. Charakterystyka w kolorze zielonym oznacza najbardziej pożądaną charakterystykę, która nie ma zmian ΔP, dlatego też nie ma zakłóceń. Stabilna i dokładna regulacja będzie wymagać autorytetu zaworu zbliżonego do 1. Aby bardziej zrozumieć te zależności posłużmy się pewnym porównaniem. Kiedy autorytet zaworu jest niski, jest to podobne do napełniania szklanki wodą za pomocą węża strażackiego. Jeśli zostanie otwarty pod dużym ciśnieniem szklanka się przepełni. Analogicznie jeżeli autorytet zaworu jest wysoki, możemy porównać to do napełniania szklanki wodą z kranu. Pełny zakres regulacji umożliwia precyzyjne napełnienie szklanki dokładnie taką ilością jaka jest wymagana. Rys. 12. Fragment pętli regulacyjnej z rysunku 11

Autorytet zaworu regulacyjnego w praktyce Powszechnie stosowane jest dobieranie autorytet zaworu z tolerancją do minimalnej wartości 0,5. Poniżej mamy typowy przykład na podstawie rysunku 14.: Rys. 13. Typowe charakterystyki zaworów regulacyjnych Powyższe równanie nie jest kompletne ponieważ spadki ciśnienia na połączeniach nie zostały uwzględnione w obliczeniach. W rzeczywistości, w zależności od aplikacji agregat z pełnym obciążeniem pracuje jedynie w 2%, zaś w 98% czasu pracy na częściowym obciążeniu. Do dalszych rozważań weźmy pod uwagę najgorszy scenariusz w oparciu o odbiornik 4 przedstawiony na schematach na rysunku 15a i 15b. Wyliczony autorytet zaworu a = 0,11 jest nie do zaakceptowania, ponieważ temperatura będzie niestabilna. Zadana temperatura nie zostanie osiągnięta (rys. 17a). Rys. 15a. Pełne obciążenie systemu PIBCV, niezależny od zmian ciśnienia Zastosujmy teraz w takim samym układzie zawór PIBCV (rys. 16). Wbudowany regulator ciśnienia, DPC, reaguje na zmiany parametrów w instalacji. Niezależnie od zmiennych warunków instalacji utrzymuje stały, dobry autorytet zaworu. Stąd, autorytet zaworu może być wyrażony w sposób następujący: Przy autorytecie zaworu a = 1 przepływ będzie taki jak wymagany dla danych warunków przez co temperatura będzie bardzo stabilna, zgodna z wymaganą (Rys. 17b). Rys. 15b. Częściowe obciążenie systemu Rys. 16. Równoważenie instalacji z zaworem PIBCV: a) pełne obciążenie systemu, b) częściowe obciążenie systemu

Rys. 17. Kształtowanie się temperatury w czasie przy autorytecie zaworu: a) a = 0,11; b) a = 1 PIBCV, bliższe spojrzenie Podstawowym zadaniem regulatora DP jest utrzymanie stałego p na zaworze regulacyjnym. Gdy ciśnienie wzrasta w P1, dolna część komory regulatora DP wypełnia się cieczą poprzez kanał impulsowy. Podczas napełniania, zespół wykonawczy regulatora DP kompensuje ciśnienie P1, powodując w ten sposób wzrost ciśnienia P2. Wspominaliśmy o tym w poprzedniej części cyklu, gzie na rysunku 6 zobrazowane zostały na wykresach zmiany ciśnienia. Regulator DP nie tylko kompensuje zakłócenia hydrauliczne z innych części instalacji, ale nawet jeśli zawór regulacyjny sam się zamyka, regulator DP zneutralizuje wpływ dodatkowego ciśnienia wywieranego na zawór regulacyjny. Tak długo, jak wzrasta P1, regulator DP natychmiast reaguje w celu utrzymania równowagi ciśnienia. Zauważmy że, do komory regulatora DP podłączone są 2 kanały impulsowe, które przekazują zarówno wysokie jak i niskie ciśnienie. Na PIBCV oddziałuje również ciśnienie atmosferyczne, dlatego też konieczne jest podłączenie kanału impulsowego po stronie niskiego ciśnienia w celu osiągnięcia równowagi z ciśnieniem atmosferycznym. Nie ma znaczenia, czy regulator DP jest przed lub za zaworem regulacyjnym, pod warunkiem że kanały impulsowe są prawidłowo umieszczone w zaworze. PIBCV wykonanie kompaktowe Nie ma nic lepszego niż połączenie tych dwóch elementów regulacji i równoważenia. Jednak należy zrozumieć, że autorytet zaworu nie zależy tylko od ciśnienia, ale również od zdolności napędu do wykonania właściwego ruchu. Parametry wpływające na charakterystykę, takie jak: pełny skok a ograniczony skok, ustawienie wartości alfa będą przedmiotem dalszych naszych rozważań. Niedoskonałość pełnego skoku Rozważmy układ przedstawiony na rysunku 20., przedstawia on sposób regulacji zaworu przy pełnym skoku. Jak widzimy, skok 2 został zmniejszony z 20 mm do 10 mm. Skok 1, zaworu regulacyjnego, pozostaje w pełnym zakresie 20 mm skoku. Jak pokazano na rysunku 21., regulacja przy skoku 1 jest wydajna tylko poniżej 50%. Jeśli nastawa przepływu realizowana jest na oddzielnym elemencie, a nie na samym zaworze regulacyjnym, to fakt ten będzie miał wpływ na właściwości regulacyjne zaworu. Spowoduje to zmniejszenie zakresu regulacji oraz autorytetu prawie o połowę, mimo że jest niezależność od zmian ciśnienia. Skok 1 i 2 są w bezpośredniej korelacji jak to wykazano w pierwszej części artykułu na rysunku 6. Rys. 18. Schemat regulatora: a) brak zakłóceń hydraulicznych; b) występują zakłócenia hydrauliczne

Rys. 19. Schematyczne przedstawienie budowy korpusu zaworu 2 w 1 Pełny skok a ograniczenie skoku Wykresy przedstawione na rysunku 22. przedstawiają znaczenie ograniczenia skoku wobec pełnego skoku. Jeśli nastawa przepływu odbywa się w ramach samego zaworu regulacyjnego, to wówczas autorytet zaworu może zostać osiągnięty. Napęd utrzymuje pełny sygnał sterujący 0-10 VDC w zakresie regulacji przepływu 0-100% po wykonaniu autokalibracji. Dopasowanie charakterystyki wymiennika Wiemy już, że charakterystyki wymienników ciepła różnią się w zależności od rodzaju aplikacji. Następnym krokiem jest określenie charakterystyki wymiennika ciepła i wybranie właściwej wartość alfa lub charakterystyki regulacyjnej (w zależności od napędu). Wartość ta może być wybrana np. w napędzie (za pomocą specjalnego nastawnika lub przełącznika) Rys. 20. Regulacja zaworu przy pełnym skoku bądź w sterowniku systemu HVAC czy też w systemie BMS. Dla przykładu obliczenia wartości α, posłużmy się powszechnie używanymi wymiennikami energii woda powietrze chłodnicą powietrza: Rys. 21. Charakterystyka zaworu regulacyjnego przy pełnym skoku Rys. 22. Porównanie charakterystyk zaworu regulacyjnego

W ten sposób otrzymaliśmy wybraną wartość alfa w celu dopasowania do charakterystyki chłodnicy. Z PIBCV, system zmiennoprzepływowy w obiegu pierwotnym wody lodowej można zoptymalizować W przypadku ręcznych zaworów równoważących (przedstawialiśmy ich działanie w cz. 1.), gdzie nie ma kompensacji ciśnienia kiedy punkt pracy pompy jest zmienny, największym zagrożeniem jakie może wystąpić w tej sytuacji jest niedobór ciśnienia. W przypadku zaworów PIBCV (rys. 24b.) możemy być pewni, że regulator DP sam zrównoważy ciśnienie niezależnie od zmiany punktu pracy pompy. Ta instalacja pozwala na różne prędkości przepływu w układzie proporcjonalnym do ciśnienia pompowania. Rys. 23. Dostępne wartości alfa w napędzie Rys. 24a. Pełne obciążenie systemu Rys. 24b. Częściowe obciążenie systemu Czujnik ΔP przy pompie Czujnik P zainstalowany w pobliżu źródła pompowania nie pozwala na uruchomienie pompy w najbardziej optymalnej prędkości. Na schemacie przedstawionym na rysunku 25. widzimy iż ciśnienie pompy jest stałe, mimo iż natężenie przepływu systemu zmienia się. Czujnik ΔP na odbiorniku krytycznym W przypadku, kiedy czujnik P umieścimy na najbardziej krytycznym odbiorniku, pozwala to na zmianę ciśnienia pompowania proporcjonalnie do charakterystyki instalacji tak, jak zmniejsza się natężenie przepływu. W środowiskach technicznych nazywa się to proporcjonalną regulacją pompy, co zostało przedstawione na rysunku 26. Uzyskujemy w ten sposób oszczędności kosztów pompowania. Zawory PIBCV podnoszą komfort Strefa komfortu: 1. Zależy od indywidualnych predyspozycji; 2. Zmienia się w zależności od aktywności. Skutki dyskomfortu: 1. Reklamacje; 2. Mniejsza wydajność pracowników; 3. Utrata klientów / najemców / biznes; 4. Wyższe koszty eksploatacji. Ludzka naturalna reakcja: Rys. 25. Charakterystyka pompy o regulowanej prędkości obrotowej z czujnikiem p na pompie 1. Obniżenie wartości zadanej.

Dobra regulacja: 1. Zwiększenie nastawy bez pogorszenia komfortu; 2. Każdy 1 C to od 10 do 16% kosztów energii. Rys. 26. Charakterystyka pompy o zmiennej prędkości z czujnikiem P zainstalowanym w krytycznym odbiorniku Rys. 28. a) Tradycyjne rozwiązanie; b) Rozwiązanie PIBCV Rys. 29. a) Tradycyjne rozwiązanie; b) Rozwiązanie PIBCV PIBCV eliminuje syndrom niskiego ΔT Większość systemów dystrybucji wody lodowej ma trudność z osiągnięciem temperatury obliczeniowej w pomieszczeniach przy częściowym obciążeniu systemu problem ten jest znany jako syndrom niskiego ΔT. Ogólnie można stwierdzić, że syndrom niskiego ΔT odnosi się do różnicy temperatury pomiędzy temperaturą medium dostarczanego przez agregat wody lodowej (temperatura na zasilaniu) a temperaturą medium wracającego z instalacji (temperatura na powrocie). To zjawisko może występować również w systemach grzewczych. Syndrom niskiego ΔT jest przyczyną pogorszenia się charakterystyki regulacyjnej układu (szczególnie przy częściowym obciążeniu odbiorników), co w efekcie skutkuje dużym nadprzepływem na zaworach regulacyjnych. Zjawisko to występuje w szczególności w systemach źle zrównoważonych. Jak widać na rys. 28 a i b przy zastosowaniu niezależnego od zmian ciśnienia zaworu równoważąco-regulacyjnego PIBCV wzrost ΔT zimnej wody wynosi ponad 200%. Zjawisko nadprzepływu w odbiorniku ma nieznaczny wpływ na wydajność odbiornika. Jednak wystąpienie tego zjawiska ma ogromny wpływ na pojawienie się innego, bardziej szkodliwego zjawiska, które bardzo poważnie zaburza funkcjonalność całego systemu. Wyższe przepływy na odbiornikach mają ogromny wpływ na dystrybucję ciepła/chłodu, co powoduje, że temperatura powrotu nigdy nie osiągnie wartości temperatury projektowej, czyli np. zamiast temperatury projektowej równej 12 C, rzeczywista temperatura powrotu jest znacznie niższa i wynosi 9,3 C Przy zastosowaniu zaworów PIBCV natężenie przepływu jest zmniejszone bez pogorszenia wydajności chłodzenia, a komfort jest lepszy. Podsumowanie Przedstawione fakty bezapelacyjnie wskazują na zalety stosowania zaworów PIBCV. Do najważniejszych możemy zaliczyć: wzrost komfortu, oszczędność energii, eliminacja dużej ilości zaworów w instalacji, oszczędność czasu montażu i uruchomienia, uproszczona instalacja, wydłużona żywotność napędu, wydłużona żywotność pomp, agregatów, zbiorników, pomp ciepła, prostsze projektowanie. Autor: Derek Foong Tłumacz i recenzent: Katarzyna Dragan Danfoss Poland Sp. z o.o. ul. Chrzanowska 5, 05-825 Grodzisk Mazowiecki, tel. (22) 755 07 00, fax (22) 755 07 01, e-mail: info@danfoss.com, www.danfoss.pl Danfoss nie ponosi odpowiedzialności za możliwe błędy w katalogach, broszurach i innych materiałach drukowanych. Danfoss zastrzega sobie prawo do wprowa dzenia zmian w produktach bez uprzedzenia. Dotyczy to również produktów już zamówionych. Zamienniki mogą być dostarczone bez dokonywania jakichkolwiek zmian w specyfikacjach już uzgodnionych. Wszystkie znaki towarowe w tym materiale są własnością odpowiednich spółek Danfoss, logotypy Danfoss są znakami towarowymi Danfoss A/S. Wszystkie prawa zastrzeżone.